Kas yra mikrovaldiklis?

Turbūt pradėti reikėtų nuo to, kad šiais technikos laikais mikrovaldikliai (mikrokontroleriai) labia paplitę, mes visi jais naudojamės, tik… to net neįtariame. Taip yra todėl, kad mikrovaldikliai yra paslėpti kiekviename bent kiek gudresniame prietaise: mikrobangų krosnelėje – yra, skalbimo mašinoje – yra, kondicionieriuje – yra, šildymo katilo valdyme – yra. Šį sąrašą galima būtų tęsti be galo. Taigi mikrovaldiklis yra kaip įrenginio „smegenys“. Tos „smegenys“ būna mikroshemos pavidale su įvairiais kojelių (išvadų) kiekiais. Mikrovaldiklis priima komandas iš mūsų, žmonių ir perduoda įrenginiui. Pvz., nustatėte skalbyklės programą ir paspaudėte START mygtuką – mikrovaldiklis tai pamato ir pradeda vykdyti skalbimo algoritmą, t.y. pradeda indikatoriuje rodyti laiką, kiek liko iki skalbimo pabaigos, pradeda leisti vandenį į būgną, įjungia vandens šildytuvą, duodą komandą varikliui, kad tas  reikalingu greičiu suktų būgną su skalbiniais. Taip pat mikrovaldiklis tikrina keletą daviklių, ar viskas tvarkoje: ar durelės uždarytos, ar vanduo įkaitintas iki reikalingos temperatūros, ar būgne pakankamai yra vandens. Štai kaip jis atrodo:

3-mikrovaldikliai

Technika žengia į priekį, ir šiuolaikiniai mikrovaldikliai leidžia juos valdyti įvairiais būdais. Galima komandas duoti mygtukais, tiesiogiai prijungtais prie mikrovaldiklio kojelių. Galima komandas siųsti iš kompiuterio per USB kabelį. Galima siųsti ir interneto pagalba, pvz. mikrovaldiklis su valdomu prietaisu viename mieste, o kompiuteris – kitame. Duoti pavyzdžiai rodo, kad mikrovaldiklį galima panaudoti visur, kur tik reikalingas proceso automatizavimas ar duomenų perdavimas. Galimybės praktiškai neribotos. Tik fantazijos reikalas, ką su šiuo puikiu daiktu galima sukurti.

mikrovaldiklis_PC

Mikrovaldiklis turi labai daug panašumų su kompiuteriu. Gal netgi jį būtų teisingiau vadinti „mikrokompiuteriu“. Ir štai kodėl:

mikrovaldiklį galima plačiai panaudoti dėl vienos priežasties: jis yra programuojamas. Tai reiškia, kad turi būti sukurta programa ir įrašyta į mikrovaldiklio atmintį. Ir tada mikrovaldiklis daro tai, ko mes norim, tai yra kokią programą sukūrėme. Tokį pat mikrovaldiklį galime naudoti ir anksčiau minėtoje skalbimo mašinoje, ir mikrobangų krosnelėje. Tačiau skirsis parašytos programos.

kadangi mikrovaldiklis programuojamas, tai darbui reikalinga greita laikinoji atmintis, nuolatinė atmintis, kurioje yra įrašyta programa, procesorius, kuris skirsto duomenų srautus tarp tų atminčių ir atlieka įvairius skaičiavimus. Taip pat būtini ir įvesties – išvesties išėjimai. Tik visi šie pagrindiniai komponentai kompiuteryje yra atskiri, o mikrovaldiklis išeidamas iš gamyklos dažnai turi visus komponentus viename korpuse.

Tai kas gi yra toje juodoje dėžutėje?

mikrovaldiklis dažnai turi net 3 atmintis. Viena atmintis programai – FLASH tipo, tokią turi ir kompiuterinės USB atmintinės. Ši atmintis išjungus maitinimą nedingsta, kadangi programa neturi išsitrinti. Sekanti atmintis – RAM. Ji reikalinga, kaip ir kompiuteryje, trumpalaikiam duomenų saugojimui. Išjungus mikrokontrolerį, ši atmintis neišsisaugo. Dažnai būna dar viena atmintis – EEPROM. Ji yra pastovi, reikalinga ilgalaikiam duomenų saugojimui mikrovaldiklyje, bet nėra tokia greita kaip RAM atmintis.

Aišku, mikrovaldiklis būtų bevertis, jei jo negalima būtų valdyti ir jis pats negalėtų rodyti vartotojui informacijos. Analogas kompiuteryje būtų klaviatūra ir monitorius. Mikrovaldiklyje klaviatūra dažniausiai būna kelių mygtukų, o informacija pateikiama spalvotame ar nespalvotame LCD ekranėlyje. Klaviatūra ir ekranėlis jungiami tiesiai prie mikrovaldiklio kojelių.

 klaviatura_ekranelis

Šiuolaikiniai mikrovaldikliai turi savyje dar begalę papildomų kontrolerių. Bendravimui su kitomis mikroschemomis būna SPI, I2C, CAN kontroleriai; jungimui prie kompiuterio būna USB, Ethernet moduliai. Variklių valdymui naudojami PWM moduliai. Nė vienas mikrovaldiklis neapsieina be keleto taimerių (skirti laiko skaičiavimui) bei analoginio-skaitmeninio keitiklio. Čia išvardinti tik keli moduliai, realiai jų įvairovė yra žymiai didesnė.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *